p-n型CuO/α-Fe2O3復合半導體材料的制備與氣敏性能研究

秦 聰，王 燕，陳澤華，孫 廣

(1.河南理工大學 材料科學與工程學院，河南 焦作 454000； 2.河南理工大學 安全科學與工程學院，河南 焦作 454000)

p-n型CuO/α-Fe2O3復合半導體材料的制備與氣敏性能研究

秦 聰1，王 燕2，陳澤華1，孫 廣1

(1.河南理工大學 材料科學與工程學院，河南 焦作 454000； 2.河南理工大學 安全科學與工程學院，河南 焦作 454000)

采用化學沉淀法制備了純態CuO和α-Fe2O3顆粒，并采用沉積-沉淀法將p型半導體CuO負載到n型半導體α-Fe2O3表面，制備了p-n型復合半導體氧化物氣體敏感材料CuO/α-Fe2O3．對所合成的材料進行了XRD、SEM、TEM和XPS表征．結果顯示：負載量較低時，CuO高分散在α-Fe2O3載體表面，當負載量達到30%時，形成了新的CuFe2O4晶相；所合成的樣品由粒徑大小約10 nm的納米顆粒組成．氣敏性能測試結果顯示：該材料在100 ℃的較低溫度下，對CO的靈敏度相對純α-Fe2O3提高了幾十倍．

p-n型；CuO/α-Fe2O3；復合氧化物；CO；氣敏材料

0 引言

氧化物半導體氣敏元件因其靈敏度高、制作工藝簡單及使用方便等優點，成為氣體傳感器中備受關注、發展最快的傳感器類型之一[1-2]．近年來，一系列半導體氣敏材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、In2O3、TiO2、WO3等相繼被開發出來[3-7]．由于受到靈敏度、選擇性、溫度等因素的限制，半導體氣敏傳感器的應用推廣目前還存在一定的問題．如何從根本上改善材料的敏感性能，如提高靈敏度和選擇性、實現低溫下對待測氣體的低檢測限和定性識別依然是半導體氣敏材料研究領域所面臨的一大挑戰.通過國內外研究者的努力，運用超細化合成[8-9]、貴金屬摻雜[10-11]、表面修飾[12]等技術手段，使材料的敏感性……